Ang poliomyelitis, rabies, bulutong, herpes, acquired human immunodeficiency syndrome ay kilala ng lahat ng mga sakit na dulot ng mga partikular na pathogen. Mga organismo na nakatayo sa hangganan sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay, obligado (obligado) na mga cellular parasite - mga virus. Ang morpolohiya, pisyolohiya, at ang mismong pag-iral nila sa planeta ay nagbibigay ng maraming katanungan ngayon.
Virology: Pagsisimula
Ang eksena ay ang laboratoryo ng Nikitsky Botanical Garden sa Russian Academy of Sciences, kung saan pinag-aaralan ng biologist na si Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) ang mahiwagang mosaic disease ng tabako. Ang causative agent ng isang sakit sa isang halaman ay dumadaan sa pinakamaliit na bacterial filter, hindi tumutubo sa nutrient media at hindi nagbibigay ng mga sintomas kapag ang malusog na halaman ay nahawaan ng mga filtrate mula sa mga may sakit.
Noon, noong 1892, napagpasyahan ng scientist na hindi ito bacteria. At tinawag niya ang mga pathogen virus (mula sa Latin na virus,- ako). Sinubukan ni Dmitry Ivanovsky sa buong buhay niya na makakita ng mga virus, ngunit nakita namin ang morphology ng mga virus noong 30s ng XX century, nang naimbento ang mga electron microscope.
Ngunit ang mismong petsang ito ay itinuturing na simula ng agham ng virology, at si Dmitry Ivanovsky ang nagtatag nito.
Amazing Kingdom
Napakamangha ang morpolohiya at pisyolohiya ng mga virus na ang mga organismo na ito ay nakahiwalay sa isang malayang kaharian ng Vira. Ang pinakasimpleng anyo ng buhay na ito ay may mga mikroskopikong sukat (mula 25 hanggang 250 nanometer) at isang nucleic acid na may set ng mga gene na nakapaloob sa isang shell. Ito ay mga parasito na maaari lamang magparami sa mga selula ng iba pang nabubuhay na organismo - mga halaman, fungi, hayop, bakterya, at maging ang iba pang mga virus (satellite virus).
Ang mga natatanging tampok ng mga virus ay ang mga sumusunod:
- Naglalaman lamang ng isang uri ng nucleic acid (RNA o DNA).
- Ang morpolohiya ng mga virus ay kulang sa protina-synthesizing at mga sistema ng enerhiya.
- Walang cellular structure.
- Ang virus parasitism ay naisasakatuparan sa genetic level.
- Dumaan sa mga bacterial filter at hindi na-culture sa artificial media.
Bahagi ng organikong mundo ng planeta
Ang mga virus, bilang mga obligadong parasito, ay may malinaw na genetic na koneksyon sa mga kinatawan ng parehong flora at fauna ng Earth. Bukod dito, ayon sa mga kamakailang pag-aaral, 32% ng genome ng tao ay binubuo ng mga elemento ng tulad ng virusmga istruktura.
Sa ngayon, mahigit 6,000 virus na ang inilarawan, ngunit tinatayang mayroong higit sa isang daang milyon. Ito ang pinakamaraming biyolohikal na anyo sa planeta, at kinakatawan ito sa lahat ng ecosystem (nasa lahat ng dako (nasa lahat ng dako) na pamamahagi).
Hindi malinaw ang kanilang hitsura sa planeta ngayon. Isang bagay ang nalalaman - nang lumitaw ang mga unang cellular life form, umiral na ang mga virus.
Buhay at hindi buhay
Ang mga kamangha-manghang organismong ito ay may dalawang anyo ng kanilang pag-iral, na malaki ang pagkakaiba sa isa't isa.
Sa labas ng cell, ang anyo ng kanilang pag-iral ay ang virion. Kapag ito ay pumasok sa isang cell, ang mga shell nito ay natutunaw at ang mga nucleic acid ng virus ay isinasama sa genetic material ng host. Iyan ay kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang impeksyon sa virus. Ang genome ng virus ay sumasama sa mga natural na mekanismo ng pagtitiklop ng host cell genome at nagsisimula ng isang hanay ng mga reaksyon, na isinasagawa ang pagiging parasitiko nito.
Ang
Virion ay mahalagang walang buhay na bahagi ng buhay. At ang genome ng isang virus sa isang cell ay ang buhay na bahagi nito, dahil doon dumarami ang mga virus.
Morpolohiya at ultrastructure ng mga virus
Sa kontekstong ito, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang virion - isang extracellular form.
Ang laki ng mga virion ay sinusukat sa nanometer - 10-9 metro. Ang mga virus ng influenza ay katamtaman ang laki - 80-120 nanometer, at ang bulutong virus ay isang higanteng may sukat na 400 nanometer.
Ang istraktura at morpolohiya ng mga virus ay katulad ng mga astronaut. Sa loob ng capsid (protein coat, minsannaglalaman ng mga taba at carbohydrates), tulad ng sa isang "space suit", ay ang pinakamahalagang bahagi - mga nucleic acid, ang genome ng virus. Bukod dito, ang "cosmonaut" na ito ay ipinakita din sa kaunting halaga - direktang namamana lamang na materyal at isang minimum na enzyme para sa pagtitiklop nito (pagkopya).
Sa panlabas, ang “suit” ay maaaring hugis baras, spherical, hugis bala, sa anyo ng isang kumplikadong icosahedron, o hindi talaga regular ang hugis. Depende ito sa presensya sa capsid ng mga partikular na protina na responsable para sa pagtagos ng virus sa cell.
Paano pumapasok ang pathogen sa katawan ng host
Maraming paraan para makapasok, ngunit ang pinakakaraniwan ay airborne. Libu-libong maliliit na particle ang itinatapon sa kalawakan hindi lamang kapag umuubo o bumabahin, kundi kapag humihinga.
Ang isa pang paraan para makapasok ang mga virion sa katawan ay nakakahawa (direct physical contact). Ang pamamaraang ito ay likas sa isang medyo maliit na grupo ng mga pathogens, ito ay kung paano naililipat ang herpes, venereal infection, AIDS.
Ang paraan ng impeksyon sa pamamagitan ng isang vector, na maaaring iba't ibang grupo ng mga organismo, ay medyo kumplikado. Ang isang vector na nakakuha ng isang pathogen mula sa isang reservoir ng impeksyon ay nagiging isang site para sa mga virus upang magtiklop o umunlad sa mga yugto ng pag-unlad. Ang rabies virus ay isang pathogen.
Ano ang nangyayari sa katawan ng host
Sa tulong ng mga panlabas na protina ng capsid, ang virus ay nakakabit sa cell membrane at tumagos sa pamamagitan ng endocytosis. Sila aymakapasok sa mga lysosome, kung saan, sa ilalim ng pagkilos ng mga enzyme, inaalis nila ang "space suit". At ang mga nucleic acid ng pathogen ay pumapasok sa nucleus o nananatili sa cytoplasm.
Ang mga nucleic acid ng pathogen ay itinayo sa mga kadena ng mga nucleic acid ng host, at ang reaksyon ng pagtitiklop (pagkopya) ng namamana na impormasyon ay inilunsad. Kapag may sapat na bilang ng mga particle ng viral na naipon sa cell, ginagamit ng mga virion ang enerhiya at plastik na mga mekanismo at mapagkukunan ng host.
Ang huling yugto ay ang paglabas ng mga virion mula sa cell. Ang ilang mga virus ay humahantong sa kumpletong pagkasira ng mga cell at pumasok sa intercellular space, ang iba ay pumapasok dito sa pamamagitan ng exocytosis o budding.
Mga diskarte sa pathogen
Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang virus at isang host cell ay maaaring bumuo ayon sa ilang mga sitwasyon. Ang pangunahing tampok nito ay ang antas ng awtonomiya ng parasito.
Istruktura Ang morpolohiya ng mga virus ay humahantong sa ganap na pagdepende ng pathogen sa enerhiya at potensyal na pag-synthesize ng protina ng cell, ang tanging kundisyon ay ang pagkopya ng mga nucleic acid nito ayon sa sarili nitong iskedyul. Ang ganitong pakikipag-ugnayan ay tinatawag na produktibo (ito ay natural para sa isang virus, ngunit hindi para sa isang cell). Dahil naubos ang supply ng cell, humahantong ang virus sa kamatayan nito.
Ang isa pang uri ng pakikipag-ugnayan ay konsensual. Sa kasong ito, ang genome ng virus, na isinama sa host genome, ay covalently replicates sa sariling nucleic acids ng cell. At pagkatapos ay ang pagbuo ng senaryo ay maaaring pumunta sa dalawang direksyon. Ang virus ay kumikilos nang tahimik at hindi nagpapakita ng sarili. Ang mga batang birhen ay umaliscell lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon. O ang mga pathogen gene ay patuloy na gumagana, na gumagawa ng isang malaking bilang ng mga batang henerasyon, ngunit ang cell ay hindi namamatay, ngunit iniiwan nila ito sa pamamagitan ng exocytosis.
Mga kahirapan sa taxonomy
Ang pag-uuri at morpolohiya ng mga virus ay iba sa iba't ibang pinagmulan. Kasabay nito, ginagamit ang mga sumusunod na feature para pag-uri-uriin ang mga ito:
- Uri ng nucleic acid (naglalaman ng RNA at naglalaman ng DNA) at ang paraan ng pagtitiklop nito. Ang pinakakaraniwang klasipikasyon ng mga virus na iminungkahi ng American virologist na si David B altimore noong 1971.
- Morpolohiya at istruktura ng virus (single-stranded, double-stranded, linear, circular, fragmented, non-fragmented).
- Mga dimensyon, uri ng symmetry, bilang ng capsomeres.
- Pagkakaroon ng supercapsid (outer shell).
- Antigenic properties.
- Uri ng genetic na pakikipag-ugnayan.
- Circle ng mga potensyal na host.
- Localization sa host cell - sa nucleus o sa cytoplasm.
Ito ay ang pagpili ng pangunahing criterion at ang morpolohiya ng mga virus na tumutukoy sa iba't ibang paraan sa pag-uuri ng mga virus sa microbiology. Ito ay hindi masyadong madali. Ang kahirapan ay nakasalalay sa katotohanang sinisimulan nating pag-aralan ang morpolohiya at istruktura ng virus kapag humahantong sila sa mga prosesong pathological.
Picky and not so good
Sa pagpili ng host, ang mga pathogen na ito ay lubhang magkakaibang sa kanilang mga kagustuhan. Ang ilan ay umaatake lamang ng isang biological species - mayroon silang napakahigpit na "pagpaparehistro". Halimbawa, kumainmga virus ng trangkaso ng mga pusa, gull, baboy, na ganap na ligtas para sa ibang mga hayop. Minsan nakakagulat ang espesyalisasyon - ang bacteriophage P-17 virus ay nakahahawa lang sa mga lalaki ng isang uri ng E. coli.
Iba pang mga virus ang kumikilos nang iba. Halimbawa, ang mga virus na hugis bala, na ang morpolohiya ay katulad ng isang bala, ay nagdudulot ng ganap na magkakaibang mga sakit at, sa parehong oras, ang kanilang hanay ng mga host ay napakalawak. Kabilang sa mga naturang virus ang rabies virus, na nakahahawa sa lahat ng mammal, o ang bovine vesicular stomatitis virus (nga pala, na nakukuha ng mga insekto).
May iba pang mga nuances. Ang mga virus na may buntot (virion) ay kadalasang umaatake sa mga bacterial cell, ang mga filamentous o spiral ay mga parasito ng mga halaman, at sa mga selula ng hayop ang mga virus na may kumplikadong capsid at isang multifaceted virion form ay mas malamang na mag-parasitize.
